电力变压器继电保护朱恒德

电力变压器继电保护朱恒德

朱恒德

烟台恒邦化工有限公司山东烟台264100

摘要：在电厂运行中，电力变压器是极为关键的设备，其对于电厂线路的安全可靠运行是极为重要的，本文通过对于电力变压器继电保护监测系统的设计，从系统结构、系统功能、工作方式入手对其展开探讨，为其进一步发展提供了创新的思路。

关键词：电力；变压器；继电保护

引言

随着社会的不断发展，我们国家电力工业水平也在飞速额运转中，电网的形式与日俱增，社会的网络密集程度也在不断的增加，在整个的电气系统中，电力变压器机电设备是一种非常重要的电力设备设施，其自身负责电力系统非常重要的转换工作，因此电力变压器很容易受到一些外界自然条件的影响，工作的期间很容易导致大量的变压器受到损坏，为了保障用电的安全和可靠，一定要根据实际的工作情况做好电力变压器的继电保护装置。

1、电力变压器继电保护监测系统设计

1.1、电力变压器继电保护的主要构成

电力系统在长时间的演变和发展下，已经初步达到了理想的状态，由过去老式的继电保护系统到现在的微机型继电保护装置。这种继电保护装置的组成包括有几个部分。第一部分，主要是负责采集电力系统的信号装置。收集并整理系统内部的电力数值，再通过收集的数据通过进行有效的传递，最后交给继电保护装置。第二部分，主要是负责处理电力系统的信号。它可以把采集整理的信号进行有效的处理，再把影响作用对其分类解决。第三部分，主要负责信号输出任务。由于这部分比较关键，必须要确保输出的信号要准确无误，确保电力系统正常运行工作。

1.2、系统功能

雷击过压:前端采用罗氏线圈，积分电路，数据采集及存储，数据处理，动作电流值可调，程序捕捉数据单元脉冲时间1.2μs~50μs为雷击过压。感应过压:前端采用罗氏线圈，积分电路，数据采集及存储，数据处理，动作电流值可调，程序捕捉数据单元脉冲时间250μs~2500μs为雷击过压。

接地电阻:包括内置非接触传感器，激励脉冲信号发生单元，电流检测单元，电压检测单元，数据处理器，RS485数据传输部，检测范围0~200欧姆，报警全量程可设置。接地电流:前端采用罗氏线圈，积分电路，数据采集及存储，数据处理，检测范围0~400A，报警电流值可调。电流方向判断:通过电力变压器继电保护接地线穿过用罗氏线圈，经过积分器传送到复杂可编程逻辑器件CPLD，CPLD的相位检测过程由高速ARM处理器控制。控制过程:系统上电，高速ARM处理器工作复位CPLD相位检测，等待时间大于2s，高速ARM处理器使能CPLD相位检测，等待时间大于1s，CPLD锁相完成通知高速ARM处理器，高速ARM处理器读取相位数据并存储；高速ARM处理器复位CPLD相位检测，等待时间大于1s，高速ARM处理器使能CPLD相位检测，等待时间大于1s，CPLD相位完成通知高速ARM处理器，高速ARM处理器读取相位数据和存储数据进行比较，当比较后大于180度报警.

1.3、电力变压器继电保护系统的工作原理

经过长期的研究得知，在电力系统中对于变压器的继电保护装置来说，其系统主要的工作原理是通过电力运行时的电力实际数值波动情况来进行自我调节的变压能力。电力系统能够正常稳定运行的一个重要前提就是需要继电保护装置自身能够正常的进行运行，从而能够为变压器继电保护装置奠定坚实的基础。继电保护系统会根据实际情况的不同，在实际的运行过程中的发挥的保护作用也会不同，他们的原理也会有多差别，在运行的过程中，根据具体的情况，在运行的过程中对具体的参数进行具体分析，得出的参数的数据不同，根据数据判断出继电保护系统是否处于正常的运行工作状态，不同的数据可以作为继电保护系统的不同运行的数据，形成不同的原理内容。

2、电力变压器的故障问题

在非正常运行下，发生故障的问题包括有，超负荷引起的容量负荷、过电流、油面减少引发的故障、高电压产生的过励磁故障以及高温度下引发的故障。另外，非正常运行当中产生的低频率也会对变压器产生一定的影响，由于额定工作时铁心和磁通的密度会比较接近，所以就会引发变压器出现故障，在非正常运行时就会导致铁芯金属过热，导致影响变压器的主要性能受损。

产生电力变压器故障主要包括有两方面，一方面是内部故障，另一方面是外部故障。内部故障指的就是当变压器的邮箱产生问题时，也就是说在高、低压侧绕组间发生短路，一般发生故障短路的位置在中性点接地的系统中，也会发生在烧坏的铁芯绕损等问题。一旦在变压器内产生故障，那么是非常危险的，所产生的电弧以及电流会烧坏铁芯，同时也会损坏绕组的绝缘，当问题严重时也会造成变压器产生大量的气体，造成变压器爆炸的严重事故。所以，一旦发生这些危险时，继电保护就会立刻切断故障，起到一个保护的作用。产生外部故障最明显的一个问题就是在绝缘套管以及引出线上发生短路现象。造成短路最明显的一个现象就是绝缘套管和引出线上的短路问题，或者是在绕组的匝间出现短路，这些都是最产生故障最多的问题，所以，必须要根据变压器的容量设计继电保护，从而达到理想的效果。

3、电力变压器继电保护系统的有效设计方案

3.1、差动保护设计

在进行电力系统中电力变压器继电保护装置的差动保护设计过程中，必须要遵循以下设计原则。首先在电力变压器正常工作状态下，需要使两侧的电力传感装置的环线连接正常。一般来说差动继电保护装置的电流值为两侧电流传感器的二次电流差值，一般都是接近为零的状态。当差动继电保护装置不进行工作时，保护作用也会停止。随着科学技术的不断发展，一些性能优越的高新计算机芯板的运用，使得差动保护设计得到有效的进行，从而使整体的运行状态得到更好的保护。

3.2、设计低压变压器在过电流时进行保护装置

一般情况下，如果是应用三相式的变压器时主要是在变压器的低压侧，一旦在压侧出现短路时，或者是没有发挥出阻抗保护时，那么就起不到保护的作用。所以，在所有相邻元件的后备必须要达到保护的作用。如果发生这种问题时，可以在低压侧设计一个复合电压闭锁过流保护，也可以在高、中压侧安装一个复合的电压闭锁过流保护。另外，在设计高压变压器保护装置时，当变压器高压侧电流保护会对低压侧母线产生一定的灵敏度，所以，就可以对变压器高压侧短路以及低压侧断路器安装一个保护装置。一旦变压器低压侧产生停运问题以及发生故障时，就会发生在开关和TA间出现非正常状况，此时保护装置则当作变压器低压侧母线后备保护设计应用，也可以作为主保护的设计应用。有一点我们也是可以忽略的，就是发生非金属性短路时，会出现灵敏度不足的阻抗保护，或者是出现延时以及超时的问题发生。

结束语

随着社会的不断发展，电力变压器的继电保护装置作为电力变压器系统的重要组成部分，在运行的过程中是至关重要的，当整个电力变压器的机电保护装置处于运行的状态当中，在一定程度上都是变压器自身的继电保护装置发挥着重要的保护作用，因此对于变压器被的继电保护装置的深入研究应受到重视。上文中主导诊断仪电力变压器的机电保护装置的工作原理、基本组成和一些常见的系统问题不同的探讨，从而希望能够帮助电力变压器继电保护装置的有效实施。

参考文献

[1]武侠.关于电力变压器继电保护设计的思考[J].山东工业技术,2018(02):159.